Luận văn Thạc sĩ Lâm nghiệp: Một số đặc điểm cấu trúc và đa dạng loài tầng cây cao của trạng thái rừng tự nhiên IIIA tại huyện An Lão, tỉnh Bình Định

Chia sẻ: Tri Lộ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:130

Thêm vào BST

Báo xấu

34
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là xác định được đặc điểm cấu trúc và đa dạng loài cây gỗ cho rừng tự nhiên trạng thái IIIA tại huyện An Lão, tỉnh Bình Định nhằm đề xuất một số giải pháp phục hồi, bảo tồn, và phát triển tài nguyên rừng tại khu vực nghiên cứu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Lâm nghiệp: Một số đặc điểm cấu trúc và đa dạng loài tầng cây cao của trạng thái rừng tự nhiên IIIA tại huyện An Lão, tỉnh Bình Định

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ----------------------------- PHẠM QUÝ VÂN MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ ĐA DẠNG LOÀI TẦNG CÂY CAO CỦA TRẠNG THÁI RỪNG TỰ NHIÊN IIIA TẠI HUYỆN AN LÃO, TỈNH BÌNH ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from Hàwww.PDFWatermarkRemover.com Nội, 2018 to remove the waterma
i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ------------------ ----------ẠC PHẠM QUÝ VÂN MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ ĐA DẠNG LOÀI TẦNG CÂY CAO CỦA TRẠNG THÁI RỪNG TỰ NHIÊN IIIA TẠI HUYỆN AN LÃO, TỈNH BÌNH ĐỊNH Chuyên ngành: Lâm học Mã số: 8620201 LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS. CAO THỊ THU HIỀN Hà Nội, 2018 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học do bản thân tôi thực hiện trong thời gian từ năm 2017 đến năm 2018. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ công trình nào. Các thông tin trích dẫn trong luận văn đã đƣợc ghi rõ nguồn gốc. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm./. Hà Nội, tháng 05 năm 2018 Ngƣời viết cam đoan Phạm Quý Vân PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn Thạc sỹ Khoa học Lâm nghiệp, tôi luôn nhận đƣợc sự động viên, giúp đỡ nhiệt tình của nhà trƣờng, các cơ quan và bạn bè đồng nghiệp. Nhân dịp này, cho phép tôi gửi lời cảm ơn tới các thầy giáo, cô giáo Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, Chi cục Kiểm lâm tỉnh Tuyên Quang nơi tôi đang công tác đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp. Đặc biệt cho tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Cao Thị Thu Hiền, ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn, giúp đỡ, chỉ bảo, động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Cuối cùng, tôi gửi lời cảm ơn chân thành tới các bạn bè, các bạn đồng nghiệp gần xa và những ngƣời thân trong gia đình đã động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong việc thực hiện luận văn. Tuy nhiên, trong khuôn khổ thời gian hạn chế và kinh nghiệm chƣa nhiều, đề tài mới thực hiện nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và đa dạng loài cây gỗ của trạng thái IIIA rừng tự nhiên tại huyện An Lão, tỉnh Bình Định. Trong quá trình thực hiện, đề tài không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy giáo, cô giáo, các nhà khoa học cùng bạn bè đồng nghiệp để luận văn đƣợc hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 05 năm 2018 Tác giả Phạm Quý Vân PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
iii MỤC LỤC Trang phụ bìa LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii MỤC LỤC ................................................................................................................. iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................ vi DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU .......................................................................... viii DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................... ix ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................................1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................................3 1.1. Trên thế giới .........................................................................................................3 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng .............................................................................3 1.1.2. Nghiên cứu về đa dạng sinh học khu hệ thực vật .............................................9 1.1.3. Tái sinh rừng ...................................................................................................10 1.2. Ở Việt Nam ........................................................................................................11 1.2.1. Nghiên cứu về phân loại trạng thái rừng .........................................................11 1.2.2. Nghiên cứu về cấu trúc rừng ...........................................................................13 1.2.3. Nghiên cứu về đa dạng sinh học khu hệ thực vật ...........................................21 1.2.4. Tái sinh rừng ...................................................................................................22 Chƣơng 2. ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN KHU VỰC NGHIÊN CỨU................................25 2.1. Đặc điểm tự nhiên ..............................................................................................25 2.1.1. Vị trí địa lí .......................................................................................................25 2.1.2. Địa hình ...........................................................................................................25 2.1.3. Tài nguyên đất .................................................................................................26 2.1.4. Tài nguyên rừng ..............................................................................................26 2.1.5. Đặc điểm khí hậu thủy văn..............................................................................28 2.2. Dân số, dân tộc và lao động ...............................................................................29 2.3. Đặc điểm kinh tế - xã hội ...................................................................................29 Chƣơng 3. MỤC TIÊU - NỘI DUNG - PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............31 3.1. Mục tiêu nghiên cứu...........................................................................................31 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
iv 3.2. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu .........................................................................31 3.2.1. Đối tƣợng nghiên cứu......................................................................................31 3.2.2. Phạm vi nghiên cứu .........................................................................................31 3.3. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................32 3.3.1. Phân chia trạng thái rừng khu vực nghiên cứu ...............................................32 3.3.2. Nghiên cứu cấu trúc tổ thành tầng cây cao .....................................................32 3.3.3. Nghiên cứu một số quy luật kết cấu lâm phần ................................................32 3.3.4. Nghiên cứu đa dạng loài tầng cây cao ............................................................32 3.3.5. Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên tại khu vực nghiên cứu ......................32 3.3.6. Đề xuất một số giải pháp phục hồi, bảo tồn và phát triển tài nguyên thực vật rừng tại khu vực nghiên cứu. ....................................................................................32 3.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................................32 3.4.1. Phƣơng pháp kế thừa số liệu ...........................................................................32 3.4.2. Phƣơng pháp ngoại nghiệp ..............................................................................33 3.4.3. Phƣơng pháp chuyên gia .................................................................................36 3.4.4. Phƣơng pháp xử lý, phân tích số liệu ..............................................................36 Chƣơng 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................45 4.1. Phân chia trạng thái rừng ...................................................................................45 4.1.1. Kiểu phụ IIIA1 ..................................................................................................45 4.1.2. Kiểu phụ IIIA2 ..................................................................................................46 4.1.3. Kiểu phụ IIIA3 ..................................................................................................46 4.2. Nghiên cứu cấu trúc tổ thành tầng cây cao ........................................................47 4.2.1. Cấu trúc tổ thành tầng cây cao theo phần trăm số cây ....................................48 4.2.2. Cấu trúc tổ thành tầng cây cao theo chỉ số quan trọng (IV%) ........................51 4.2.3. So sánh công thức tổ thành theo phần trăm số cây N% và theo chỉ số quan trọng IV%. .................................................................................................................55 4.2.4. Phân loại loài theo trạng thái ...........................................................................56 4.3. Nghiên cứu một số quy luật kết cấu lâm phần ...................................................57 4.3.1. Nghiên cứu một số chỉ tiêu thống kê cho phân bố N/D1.3 và N/Hvn ..............57 4.3.2. Nghiên cứu một số quy luật phân bố ..............................................................61 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
v 4.3.3. Nghiên cứu quy luật tƣơng quan giữa chiều cao vút ngọn với đƣờng kính ngang ngực (Hvn - D1.3) .............................................................................................68 4.4. Đa dạng loài cây tầng cây cao theo chỉ số đa dạng và hồ sơ đa dạng ................69 4.4.1. Chỉ số đa dạng .................................................................................................69 4.4.2. Hồ sơ đa dạng ..................................................................................................72 4.4.3. Hiện trạng các loài thực vật rừng nguy cấp, quý hiếm tại khu vực nghiên cứu .....74 4.5. Đặc điểm tái sinh tự nhiên tại khu vực nghiên cứu ............................................76 4.5.1. Cấu trúc tổ thành, mật độ cây tái sinh .............................................................76 4.5.2. Chất lƣợng và nguồn gốc cây tái sinh .............................................................78 4.5.3. Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao ..........................................................80 4.6. Đề xuất một số giải pháp quản lý rừng ở một số trạng thái rừng tự nhiên tại huyện An Lão, tỉnh Bình Định. .................................................................................82 4.6.1. Giải pháp về khoa học kỹ thuật. ......................................................................82 4.6.2. Giải pháp về chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng, khoán bảo vệ rừng và quản lý đất đai và tài nguyên rừng .........................................................................................86 4.6.3. Xây dựng và thực hiện Quy ƣớc bảo vệ và phát triển rừng; Tuyên truyền, nâng cao nhận thức của ngƣời dân về rừng phòng hộ ..............................................89 Chƣơng 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................90 5.1. Kết luận ..............................................................................................................90 5.1.1. Phân chia trạng thái rừng khu vực nghiên cứu ...............................................90 5.1.2. Nghiên cứu cấu trúc tổ thành tầng cây cao .....................................................90 5.1.3. Nghiên cứu một số quy luật kết cấu lâm phần ................................................90 5.1.4. Nghiên cứu đa dạng loài tầng cây cao ............................................................91 5.1.5. Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên tại khu vực nghiên cứu ......................91 5.1.6. Đề xuất một số giải pháp phục hồi, bảo tồn và phát triển tài nguyên thực vật rừng tại khu vực nghiên cứu .....................................................................................92 5.2. Tồn tại ................................................................................................................92 5.3. Kiến nghị ............................................................................................................92 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ BIỂU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 1. CÁC KÝ HIỆU D1.3 Đƣờng kính thân cây tại vị trí 1.3m tính từ cổ rễ A Tuổi cây rừng Ex Độ nhọn ∑G/ha Tổng tiết diện ngang thân cây/hec ta Hvn Chiều cao vút ngọn của cây Hvn - D1.3 Tƣơng quan giữa chiều cao vút ngon với đƣờng kính ngang ngực IV% Chỉ số quan trọng (Important Value- IV) K Cự ly tổ M/ha Trữ lƣợng/hec ta M Số tổ ghép nhóm Max Giá trị lớn nhất Min Giá trị nhỏ nhất N Mật độ cây/ha N Dung lƣợng mẫu N/D1.3 Phân bố số cây theo cỡ đƣờng kính N/Hvn Phân bố số cây theo chiều cao R Hệ số tƣơng quan R2 Hệ số xác định S Sai tiêu chuẩn S% Hệ số biến động S2 Phƣơng sai Sk Độ lệch Sx Sai số chuẩn của số trung bình Δ Độ tin cậy của ƣớc lƣợng Ku Độ nhọn của phân bố V Thể tích gỗ thân cây PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
vii 2. CÁC CHỮ VIẾT TẮT BNN&PTNT Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn CTTT Công thức tổ thành ĐDSH Đa dạng sinh học EN Đang nguy cấp Kiểu phụ IIIA1 Rừng đã bị khai thác kiệt quệ, tán rừng bị phá vỡ từng mảng lớn Kiểu phụ IIIA2 Rừng đã bị khai thác quá mức nhƣng đã có thời gian phục hồi tốt Kiểu phụ IIIA3 Rừng đã bị khai thác vừa phải hoặc phát triển từ IIIA2 lên KT-XH Kinh tế xã hội ODB Ô dạng bản OTC Ô tiêu chuẩn QXTVR Quần xã thực vật rừng Sách Đỏ IUCN IUCN Red List of Threatened Species WCMC Trung tâm giám sát bảo tồn thế giới XĐGN Xóa đói giảm nghèo PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
viii DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU Biểu 3.1. Biểu điều tra tầng cây cao..........................................................................34 Biểu 3.2. Biểu điều tra tầng cây tái sinh ...................................................................35 Bảng 4.1. Kết quả thống kê một số chỉ tiêu về một số nhân tố điều tra lâm phần ....45 Bảng 4.2. Công thức tổ thành tâng cây cao theo phần trăm số cây Ni% ..................48 Bảng 4.3. Tổ thành quần xã thực vật rừng ở trạng thái rừng theo chỉ số IV% .........52 Bảng 4.4. Phân loại loài cây theo các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu .........56 Bảng 4.5. Một số đặc trƣng mẫu của phân bố N/D1.3 trạng thái rừng IIIA1 ..............57 Bảng 4.6. Một số đặc trƣng mẫu của phân bố N/D1.3 trạng thái rừng IIIA2 ..............58 Bảng 4.7. Một số đặc trƣng mẫu của phân bố N/D1.3 trạng thái rừng IIIA3 ..............58 Bảng 4.8. Một số đặc trƣng mẫu của phân bố N/Hvn trạng thái rừng IIIA1 ..............59 Bảng 4.9. Một số đặc trƣng mẫu của phân bố N/Hvn trạng thái rừng IIIA2 ..............60 Bảng 4.10. Một số đặc trƣng mẫu của phân bố N/Hvn trạng thái rừng IIIA3 ............61 Bảng 4.11. Quy luật phân bố số cây theo cỡ đƣờng kính N/D1.3 theo các hàm phân bố lý thuyết của 3 trạng thái rừng .............................................................................62 Bảng 4.12. Kết quả mô phỏng phân bố thực nghiệm N/H cho 3 trạng thái rừng theo hàm Weibull ..............................................................................................................66 Bảng 4.13. Kết quả thử nghiệm mối tƣơng quan Hvn - D1.3 cho 3 trạng thái rừng theo 6 dạng phƣơng trình ..................................................................................................68 Bảng 4.14. Kết quả lập phƣơng trình tƣơng quan Hvn - D1.3 cho 3 trạng thái rừng theo dạng HVN = ao + a1.D1.3 + a2.D1.32 ....................................................................69 Bảng 4.15. Tổng hợp kết quả tính toán chỉ số đa dạng của 3 trạng thái rừng ..........70 Bảng 4.16. Danh sách các loài cây theo IUCN và sách đỏ Việt Nam ..........................74 Bảng 4.17. Cấu trúc tổ thành, mật độ lớp cây tái sinh của 3 trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu ..........................................................................................................76 Bảng 4.18. Chất lƣợng và nguồn gốc cây tái sinh ....................................................79 Bảng 4.19. Mật độ cây tái sinh theo cấp chiều cao ...................................................81 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
ix DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Diện tích rừng huyện An Lão qua các năm ..............................................27 Hình 3.1. Sơ đồ lập ô tiêu chuẩn và ô dạng bản điều tra tầng cây cao và tầng cây tái sinh ............................................................................................................................33 Hình 4.1. Phân bố số cây theo cỡ đƣờng kính của ba trạng thái rừng theo hàm Weibull. ft, fl lần lƣợt là số cây theo phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết ....64 Hình 4.2. Phân bố số cây theo cỡ chiều cao của ba trạng thái rừng theo hàm Weibull. ft, fl lần lƣợt là số cây theo phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết ....67 Hình 4.3. Hồ sơ đa dạng ∆β của ba trạng thái rừng ..................................................72 Hình 4.4. Hồ sơ đa dạng Tj của ba trạng thái rừng ...................................................73 Hình 4.5. Biểu đồ nguồn gốc cây tái sinh theo tỷ lệ của 3 trạng thái rừng ...............79 Hình 4.6. Biểu đồ phẩm chất cây tái sinh theo tỷ lệ của 3 trạng thái rừng ...............80 Hình 4.7. Đồ thị phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao cho 3 trạng thái rừng .......81 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam nằm trong vành đai khí hậu nhiệt đới gió mùa nên có hệ thực vật vô cùng phong phú và đa dạng. Theo đánh giá của Trung tâm giám sát bảo tồn thế giới (WCMC) (1992, 2003), Việt Nam đƣợc xếp thứ 16 trong số các nƣớc có đa dạng sinh học (ĐDSH) cao nhất thế giới. Tuy nhiên, chất lƣợng rừng tự nhiên và đa dạng sinh học đang bị suy giảm nghiêm trọng do các tác nhân khác nhau nhƣ: chiến tranh, du canh, du cƣ, khai thác không hợp lý làm thất thoát nặng nề các nguồn tài nguyên thực vật, kéo theo sự mất cân bằng về sinh thái. Theo số liệu của Bộ NN&PTNT (Quyết định số 1819/QĐ-BNN-TCLN, ngày 16/5/2017), tổng diện tích rừng của cả nƣớc tính đến ngày 31/12/2016 là 14.377.682 ha, trong đó diện tích rừng tự nhiên là 10.242.141 ha, rừng trồng 4.135.541 ha, độ che phủ rừng là 41,19%. Tuy diện tích rừng có tăng lên trong những năm gần đây nhƣng chất lƣợng rừng vẫn bị suy giảm do rừng tự nhiên giảm xuống, rừng trồng tăng lên. Bình Định là một tỉnh ven biển miền Nam Trung Bộ với diện tích tự nhiên 607.133,3 ha, phía Bắc giáp tỉnh Quảng Ngãi, phía Nam giáp tỉnh Phú Yên, phía Tây giáp tỉnh Gia Lai, phía Đông giáp biển Đông. Bình Định nằm ở phía đông dãy Trƣờng Sơn Nam, có địa hình phức tạp, có hƣớng dốc chủ yếu từ tây sang đông với sự phân bậc địa hình rất rõ rệt. Nếu ở cao nguyên phía tây giáp tỉnh Gia Lai có độ cao trung bình 600-700 m thì ở đồng bằng Bình Định chỉ có cao độ 20-30 m, vùng ven biển cao độ 2-3 m. Bình Định hiện có 326.649,3 ha rừng, trong đó có 216.421,1 ha rừng tự nhiên, 88.788,8 ha rừng trồng và 21.439,3 ha rừng ngoài quy hoạch phân 3 loại rừng, tỷ lệ che phủ của rừng đạt 53,8% (theo kết quả theo dõi diễn biến TNR đến 31/12/2017). Rừng tự nhiên của tỉnh hiện nay tập trung chủ yếu ở những vùng đầu nguồn, vùng cao, xa đƣờng giao thông nên có ý nghĩa lớn về phòng hộ đầu nguồn và bảo vệ môi trƣờng. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
2 Huyện An Lão là một trong những huyện vùng núi của tỉnh Bình Định. Hiện trạng tài nguyên rừng của huyện An Lão thuộc diện phong phú nhất trong tỉnh này, đặc biệt rừng cây gỗ thƣờng xanh rất ít bị tác động, tập trung liền khoảnh ở những dãy núi có các đỉnh cao trên 900 m tới 1.202m, ở các thung lũng đầu nguồn sông suối với chia cắt địa hình sâu. Hệ sinh thái rừng ở huyện An Lão là kiểu rừng kín thƣờng xanh mƣa ẩm nhiệt đới núi thấp và núi cao và chủ yếu là thảm thực vật thứ sinh với các trạng thái IIA, IIB, IIIA1, IIIA2, IIIA3, IIIB với diện tích đất rừng tự nhiên là 48.363 ha. Nơi đây là nơi cƣ trú của rất nhiều loài đặc hữu của vùng Đông Trƣờng Sơn nhƣ Mang lớn, Vƣợn má hung, Chà vá chân xám ... Bên cạnh đó, rừng ở đây có vai trò rất lớn trong nhiều lĩnh vực, rừng không chỉ cung cấp những sản phẩm cho nền kinh tế mà còn có tác dụng phòng hộ, bảo về đất, nƣớc, duy trì cân bằng sinh thái, bảo vệ môi trƣờng. Tuy vậy, trong những năm gần đây, do việc đẩy mạnh các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh đã làm cho diện tích rừng tự nhiên có chất lƣợng bị thu hẹp, mục đích sử dụng đất bị chuyển đổi, tài nguyên sinh vật bị khai thác không hợp lý, ô nhiễm môi trƣờng có chiều hƣớng gia tăng. Ngoài ra, nạn cháy rừng, săn bắn chim thú trái phép, sự xuất hiện một số loài sinh vật ngoại lai xâm hại có sức sống mạnh, cạnh tranh và giành môi trƣờng sống của các loài bản địa, đã góp phần làm các loài động, thực vật rừng nguy cấp, quý, hiếm của huyện An Lão, tỉnh Bình Định bị đe dọa, suy giảm về số lƣợng. Vì vậy, vấn đề lợi dụng tài nguyên rừng tự nhiên trong sự cân bằng hai nhu cầu là đảm bảo duy trì các chức năng phòng hộ và đảm bảo nhu cầu đề kinh tế trƣớc mắt thì cần có những hiểu biết sâu về cấu trúc rừng để làm cơ sở đề xuất các biện pháp lâm sinh một cách hợp lý, đồng bộ nhằm sử dụng và phát triển tài nguyên rừng bền vững. Tuy nhiên, cho đến nay chƣa có một công trình nghiên cứu nào đƣợc thực hiện để tìm hiểu về cấu trúc và đa dạng loài cây của hệ sinh thái rừng nơi đây. Do vậy, nhằm góp phần bổ sung những hiểu biết về cấu trúc quần xã thực vật rừng và tính đa dạng loài cây thì việc nghiên cứu “Một số đặc điểm cấu trúc và đa dạng loài tầng cây cao của trạng thái rừng tự nhiên IIIA tại huyện An Lão, tỉnh Bình Định” là thực sự cần thiết. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng Cấu trúc rừng là một khái niệm dùng để chỉ quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần xã thực vật rừng theo không gian và thời gian (Phùng Ngọc Lan, 1986) [2]. Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc tuổi. 1.1.1.1. Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng Rừng tự nhiên là một hệ sinh thái cực kỳ phức tạp bao gồm nhiều thành phần với các qui luật sắp xếp khác nhau trong không gian và thời gian. Trong nghiên cứu cấu trúc rừng ngƣời ta chia thành ba dạng cấu trúc là cấu trúc sinh thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian. Cấu trúc của lớp thảm thực vật là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên, là sản phẩm của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật và giữa thực vật với hoàn cảnh sống. Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc rừng chính là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng. Các nghiên cứu về cấu trúc sinh thái của rừng mƣa nhiệt đới đã đƣợc Richards P.W (1952), Baur. G (1976), ODum (1971)... tiến hành. Các nghiên cứu này thƣờng nêu lên quan điểm, khái niệm và mô tả định tính về tổ thành, dạng sống và tầng phiến của rừng. Baur G.N. (1976) [19] đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái học nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mƣa nói riêng, trong đó đã đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mƣa tự nhiên. Từ đó tác giả này đã đƣa ra những tổng kết hết sức phong phú về các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh nhằm đem lại rừng cơ bản là đều tuổi, rừng không đều tuổi và các phƣơng thức xử lý cải thiện rừng mƣa. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
4 1.1.1.2. Về mô tả cấu trúc hình thái rừng Hiện tƣợng thành tầng là một trong những đặc trƣng cơ bản về cấu trúc hình thái của quần thể thực vật và là cơ sở để tạo nên cấu trúc tầng thứ. Phƣơng pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng do Davit và P.W. Risa (1933 - 1934) [2] đề xƣớng và sử dụng lần đầu tiên ở Guyan đến nay vẫn là phƣơng pháp có hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc tầng của rừng. Tuy nhiên phƣơng pháp này có nhƣợc điểm là chỉ minh hoạ đƣợc cách sắp xếp theo hƣớng thẳng đứng của các loài cây gỗ trong một diện tích có hạn. Cusen (1951) đã khắc phục bằng cách vẽ một số giải kề bên nhau và đƣa lại một hình tƣợng về không gian ba chiều. Catinot (1965) [26], Plaudy J. (1987) [18] đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến... Richards P.W (1952) đã phân biệt tổ thành thực vật của rừng mƣa thành hai loại rừng mƣa hỗn hợp có tổ thành loài cây phức tạp và rừng mƣa đơn ƣu có tổ thành loài cây đơn giản, trong những lập địa đặc biệt thì rừng mƣa đơn ƣu chỉ bao gồm một vài loài cây. Cũng theo tác giả này thì rừng mƣa thƣờng có nhiều tầng (thƣờng có 3 tầng, trừ tầng cây bụi và tầng cây thân cỏ). Trong rừng mƣa nhiệt đới, ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các loài thân cỏ còn có nhiều loài cây leo đủ hình dáng và kích thƣớc, cùng nhiều thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây. Hiện nay, nhiều hệ thống phân loại thảm thực vật rừng đã dựa vào các đặc trƣng nhƣ cấu trúc và dạng sống, độ ƣu thế, kết cấu hệ thực vật hoặc năng xuất thảm thực vật. Ngay từ nửa đầu thế kỷ 19, Humboldt và Grisebach đã sử dụng dạng sinh trƣởng (toàn bộ hình thái hoặc cấu trúc và trạng thái của thực vật) của các loài cây ƣu thế và kiểu môi trƣờng sống của chúng để biểu thị cho các nhóm thực vật. Phƣơng pháp hình thái của Humboldt và Grisebach đƣợc các nhà sinh thái học Đan Mạch (Warming, 1904; Raunkiaer, 1934) tiếp tục phát triển. Raunkiaer đã phân chia các loài cây hình thành thảm thực vật thành các dạng sống và các phổ sinh học (phổ sinh học là tỉ lệ phần trăm các loài cây trong một quần xã có các dạng sống khác nhau). Tuy nhiên, nhiều nhà sinh thái học cho rằng phân loại hình thái, các phổ PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
5 dạng sống của Raunkiaer kém ý nghĩa hơn các dạng sinh trƣởng của Humboldt và Grisebach. Trong các phƣơng pháp phân loại rừng dựa theo cấu trúc và dạng sống của thảm thực vật, phƣơng pháp dựa vào hình thái bên ngoài của thảm thực vật đƣợc sử dụng nhiều nhất. (Dẫn theo Phùng Ngọc Lan, 1986) [2]. Kraft (1884) (Dẫn theo Ngô Quang Đê và cs, 1992) [22] lần đầu tiên đƣa ra hệ thống phân cấp cây rừng, ông chia cây rừng trong một lâm phần thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trƣởng, kích thƣớc và chất lƣợng của cây rừng. Phân cấp của Kraft phản ánh đƣợc tình hình phân hoá cây rừng, tiêu chuẩn phân cấp rõ ràng, đơn giản và dễ áp dụng nhƣng chỉ phù hợp với rừng trồng. Việc phân cấp cây rừng cho rừng hỗn loài nhiệt đới tự nhiên là một vấn đề phức tạp, cho đến nay vẫn chƣa có tác giả nào đƣa ra đƣợc phƣơng án phân cấp cây rừng cho rừng nhiệt đới tự nhiên mà đƣợc chấp nhận rộng rãi. Nhƣ vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về tầng thứ thƣờng đƣa ra những nhận xét mang tính định tính, việc phân chia tầng thứ theo chiều cao mang tính cơ giới nên chƣa phản ánh đƣợc sự phân tầng phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới. 1.1.1.3. Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng Việc nghiên cứu cấu trúc rừng đã có từ lâu và đƣợc chuyển dần từ mô tả định tính sang định lƣợng với sự hỗ trợ của thống kê toán học và tin học, trong đó việc mô hình hoá cấu trúc rừng, xác lập mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc rừng đã đƣợc nhiều tác giả nghiên cứu có kết quả. Vấn đề về cấu trúc không gian và thời gian của rừng đƣợc các tác giả tập trung nghiên cứu nhiều nhất. Đó là nghiên cứu cấu trúc không gian và thời gian của rừng theo hƣớng định lƣợng và dùng các mô hình toán để mô phỏng các qui luật cấu trúc (Trần Văn Con, 2001) [6]. Nhiều tác giả còn sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đƣờng kính loài thông theo mô hình của Schumarcher và Coil (Belly, 1973). Bên cạnh đó các dạng hàm Meyer, Hyperbol, hàm mũ, Pearson, Poisson,... cũng đƣợc nhiều tác giả sử dụng để mô hình hoá cấu trúc rừng. Một vấn đề nữa có liên quan đến nghiên cứu cấu trúc rừng đó là việc phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo hay ngoại mạo sinh thái (Ngô Quang Đê và cs PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
6 (1992) [22]. Cơ sở phân loại rừng theo xu hƣớng này là đặc điểm phân bố, dạng sống ƣu thế, cấu trúc tầng thứ và một số đặc điểm hình thái khác của quần xã thực vật rừng. Đại diện cho hệ thống phân loại rừng theo hƣớng này có Humbold (1809), Schimper (1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973)... Trong nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hƣớng này khi nghiên cứu ngoại mạo của quần xã thực vật đã không tách rời khỏi hoàn cảnh của nó và do vậy hình thành một hƣớng phân loại theo ngoại mạo sinh thái. Khác với xu hƣớng phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo chủ yếu mô tả rừng ở trạng thái tĩnh. Trên cơ sở nghiên cứu rừng ở trạng thái động Melekhov đã nhấn mạnh sự biến đổi của rừng theo thời gian, đặc biệt là sự biến đổi của tổ thành loài cây trong lâm phần qua các giai đoạn khác nhau trong quá trình phát sinh và phát triển của rừng. Trên cơ sở phân tích các đặc trƣng cấu trúc và động thái của rừng non phục hồi thứ sinh ở tây Ilanos Venezuela, Graefe W. (1981) đã phân biệt ba giai đoạn diễn thế ở giai đoạn 20 năm đầu của diễn thế phục hồi thứ sinh dựa trên tỷ số hỗn loài của các loài ƣu thế. Hệ sinh thái rừng mƣa nhiệt đới rất phức tạp, ngoài việc tuân theo quy luật vận động chung nhất, bản thân từng nhân tố lại vận động theo quy luật riêng, sự phức tạp này đã đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Nghiên cứu về cấu trúc rừng làm cơ sở khoa học phục vụ công tác điều tra, kinh doanh rừng hiệu quả. Đã có nhiều tác giả trong và ngoài nƣớc nghiên cứu lĩnh vực này cho các đối tƣợng và mục đích khác nhau, bằng các phƣơng pháp khác nhau từ đó hình thành các hƣớng giải quyết khác nhau. Vì vậy, trong khuôn khổ một đề tài thạc sĩ, tác giả chỉ khái quát một số công trình tiêu biểu trong và ngoài nƣớc có liên quan tới nội dung nghiên cứu của đề tài để làm cơ sở định hƣớng cho việc lựa chọn phƣơng pháp nghiên cứu sau này. Baur G.N (1976) [19], đã nghiên cứu về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mƣa, tác giả đã đi sâu vào nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các biện pháp kỹ thuật lâm sinh đƣợc áp dụng vào từng rừng mƣa tự nhiên. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
7 Nghiên cứu của Catinot R (1965) [26] đã tìm hiểu những cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả, phân loại và đƣa ra những khái niệm về dạng sống, về tầng phiến. Ngoài ra còn biểu diễn các đặc trƣng cấu trúc rừng mƣa và hình thái của chúng bằng những phẫu đồ rừng. Richards P.W (1952) [21] cũng đã đề cập đến phân bố số cây theo cấp đƣờng kính. Ông coi dạng phân bố là một dạng đặc trƣng của rừng tự nhiên. Rollet (1985) đã xác lập phƣơng trình hồi quy số cây theo đƣờng kính. 1.1.1.4. Cấu trúc tổ thành Ở châu Á, trong rừng thứ sinh nhiệt đới vùng Shanxin - Trung Quốc, Zeng và các cộng sự (1998) đã thống kê đƣợc khoảng 280 loài cây dƣợc liệu, 80 loài cây có dầu và 20 loài cây có sợi cũng nhƣ một số loài cây gỗ có giá trị khác. Mức độ phong phú của thành phần thực vật trong rừng thứ sinh ở Nepal cũng đƣợc Kanel K.R và Shrestha K. (2001) nghiên cứu, có trên 6.500 loài cây có hoa và 4.064 loài cây không hoa, trên 1.500 loài nấm và hơn 350 loài địa y. Baur G.N (1962) [19], khi nghiên cứu rừng mƣa ở khu vực gần Belem trên sông Amazon, trên ô tiêu chuẩn diện tích khoảng 2 ha đã thống kê đƣợc 36 họ thực vật và trên ô tiêu chuẩn diện tích hơn 4 ha ở phía Bắc New South Wales cũng đã ghi nhận đƣợc sự hiện diện của 31 họ chƣa kể cây leo, cây thân cỏ và thực vật phụ sinh. Theo Richard P.W (1952) [21], trong rừng mƣa nhiệt đới, trên mỗi hecta luôn có hơn 40 loài cây gỗ, có trƣờng hợp còn trên 100 loài. Nhiều loài cây gỗ lớn sinh trƣởng hỗn giao với nhau theo tỷ lệ khá đồng đều, nhƣng cũng có khi có một hoặc hai loài chiếm ƣu thế. 1.1.1.5. Quy luật phân bố số cây theo đường kính (N/D1.3) Phân bố số cây theo cỡ đƣờng kính là quy luật kết cấu cơ bản của lâm phần và đƣợc các nhà Lâm học, Điều tra rừng quan tâm nghiên cứu. Đầu tiên phải kể đến công trình nghiên cứu của Meyer (1934), ông đã mô phỏng phân bố số cây theo đƣờng kính bằng phƣơng trình toán học (hàm Meyer), mà dạng của nó là đƣờng cong giảm liên tục. J.L.F Batista và H.T.Z. Docuto (1992), khi nghiên cứu 19 ô tiêu chuẩn với 60 loài cây của rừng nhiệt đới ở Maranhoo – Brazin đã dùng hàm Weibull để mô phỏng phân bố N/D. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
8 Diatchenko, Z.N sử dụng phân bố Gamma để biểu thị phân bố số cây theo cỡ đƣờng kính lâm phần Thông ôn đới. Loetsch (1973), đã dùng hàm Beta còn J.L.F Batista và H.T.Z Docouto (1992), đã dùng hàm Weibull để mô phỏng phân bố N/D khi nghiên cứu rừng nhiệt đới tại Marsanhoo - Brazin (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [9]. Ngoài ra, một số tác giả sử dụng các hàm Hyperbol, họ đƣờng cong Pearson, họ đƣờng cong Poisson, hàm Charlier kiểu B, … để mô phỏng quy luật phân bố này. 1.1.1.6. Quy luật phân bố số cây theo chiều cao (N/Hvn) Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao dùng để biểu thị quy luật kết cấu lâm phần theo chiều thẳng đứng. Phƣơng pháp kinh điển đƣợc nhiều nhà khoa học sử dụng là vẽ phẫu đồ đứng mà điển hình là công trình của Richards (1952). Có nhiều dạng hàm toán học khác nhau dùng để nắn phân bố N/Hvn. Việc sử dụng hàm nào tuỳ thuộc vào kinh nghiệm của từng tác giả, phụ thuộc vào đối tƣợng nghiên cứu cụ thể. Để nghiên cứu sự phân tầng trong rừng mƣa ở Guana, Davis và Richard P.W (1933 – 1934) [21] đã dùng phƣơng pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng, phƣơng pháp này đƣợc đánh giá có giá trị nhất về mặt nghiên cứu lý luận cũng nhƣ thực tiễn sản xuất. Kết quả đã phân rừng hỗn giao nguyên sinh ở sông Moraballi tại Guana thành năm tầng với ba tầng cây gỗ (A, B, C), tầng cây bụi (D) và tầng mặt đất (E). Catinot. R (1974) [26] cũng cho rằng rừng ẩm nhiệt đới có sự phân hóa mạnh, những tầng trong quần thụ rõ nét, cụ thể là có một tầng vƣợt tán với những cây có chiều cao trên 40 m và những tầng bên dƣới. Tóm lại, mặc dù có các ý kiến trái ngƣợc về sự phân tầng và phƣơng pháp thể hiện tầng tán trong rừng mƣa nhiệt đới, nhƣng quan điểm có sự phân tầng trong rừng mƣa nhiệt đới đƣợc nhiều nhà khoa học xác nhận. 1.1.1.7. Quy luật tương quan giữa đường kính ngang ngực và chiều cao vút ngọn (HVN - D1.3) Đây là một trong những quy luật cơ bản trong lâm phần đƣợc rất nhiều tác giả nghiên cứu. Các nghiên cứu đó cho thấy giữa chiều cao vút ngọn với đƣờng kính PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
9 ngang ngực của các cây trong lâm phần luôn tồn tại mối quan hệ chặt và tuân theo qui luật: khi tuổi tăng thì đƣờng kính và chiều cao tăng theo và giữa chúng tồn tại mối quan hệ theo dạng đƣờng cong. chiều cao tƣơng ứng với mỗi cỡ kính cho trƣớc luôn tăng theo tuổi, đó là kết quả quá trình tự nhiên của sự sinh trƣởng. Tovstolesse, DI (1930) đã lấy cấp đất làm cơ sở để nghiên cứu quan hệ Hvn - D1.3. Mỗi cấp đất tác giả lập một đƣờng cong chiều cao bình quân ứng với mỗi cỡ đƣờng kính để có dãy tƣơng quan cho loài và cấp chiều cao. Sau đó dùng phƣơng pháp biểu đồ để nắn dãy tƣơng quan theo dạng đƣờng thẳng của Gehrhardt và Kopetxki (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [8]. Qua nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy, chiều cao tƣơng ứng với mỗi cỡ kính luôn tăng theo tuổi, đó là kết quả tự nhiên của quá trình sinh trƣởng. Trong một cỡ kính xác định, ở các cấp tuổi khác nhau sẽ có cây thuộc các cấp sinh trƣởng khác nhau. Đối với rừng trồng, cấp sinh trƣởng càng giảm khi tuổi lâm phần tăng lên, dẫn đến tỷ lệ H/D tăng theo tuổi. Từ đó đƣờng cong quan hệ giữa H và D có thể bị thay đổi dạng và luôn dịch chuyển về phía trên khi tuổi lâm phần tăng lên. Prodan. M và Dittmar. O (1965) cho rằng, độ dốc đƣờng cong chiều cao có xu hƣớng giảm dần khi tuổi tăng lên. Curtis. R.O (1967) đã mô phỏng quan hệ chiều cao (H) với đƣờng kính (D) và tuổi (A) theo dạng phƣơng trình: 1 1 1 LogH  D  b1  b2  b3 D A D. A Sau đó, tác giả nắn theo từng định kỳ 5 năm, tƣơng ứng với định kỳ kiểm tra tài nguyên rừng Linh sam, tại từng tuổi nhất định phƣơng trình có dạng: 1 LogH  b0  b1 D 1.1.2. Nghiên cứu về đa dạng sinh học khu hệ thực vật Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về đa dạng hệ thực vật, đặc biệt những công trình có giá trị vào thế kỷ XIX-XX, nhƣ Thực vật chí Ấn Độ gồm 7 tập (1892), Thực vật chí Hải Nam (1972-1977), Thực vật chí Vân Nam (1997),… Tất cả các công tình đều đã nêu lên mức độ phong phú và đa dạng của hệ thực vật PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma